Klinično izvajanje stalnega genomskega nadzora za prepoznavanje, sledenje in prekinitev prenosa patogenih bakterij, odpornih na več zdravil

Klinično izvajanje stalnega genomskega nadzora za prepoznavanje, sledenje in prekinitev prenosa patogenih bakterij, odpornih na več zdravil

Okužbe, povezane z zdravstveno oskrbo (HAI), so pogosto povezane s povečanim tveganjem za razvoj protimikrobne odpornosti (AMR). HAI prizadenejo številne bolnike po vsem svetu, kar je znatno povečalo skupne stroške lastništva zdravstvenega sistema. Čeprav je v bolnišnicah izjemno pomembno identificirati patogene z visoko stopnjo prenosa, primanjkuje diagnostičnih laboratorijskih zmogljivosti za njihovo sledenje.

Lernen: Klinische Implementierung der routinemäßigen Gesamtgenomsequenzierung zur Kontrolle von Krankenhausinfektionen mit multiresistenten Krankheitserregern. Bildnachweis: nobeastsofierce/Shutterstock

ozadje

E-knjiga o genetiki in genomiki

Zbirka najboljših intervjujev, člankov in novic zadnjega leta. Prenesite brezplačno kopijo

V Avstraliji vsako leto več kot 165.000 bolnikov trpi za HAI. Avstralska 30-dnevna raziskava je pokazala, da je bila stopnja umrljivosti zaradi okužb z zlatim stafilokokom, odpornim na meticilin (MRSA) in okužbami z enterokokom, odpornim proti vankomicinu (VRE), v bolnišnicah 14,9 % oziroma 20 %. Ista raziskava je poročala tudi o 18,6-odstotni stopnji umrljivosti zaradi okužb krvnega obtoka z Escherichia coli (ESBL-E), ki proizvaja beta-laktamazo razširjenega spektra, v bolnišnicah.

Analiza genoma se je izkazala za učinkovito orodje za karakterizacijo poti prenosa patogenov. To orodje bi lahko izboljšalo ukrepe za preprečevanje in obvladovanje okužb med patogenimi izbruhi. Vendar se redko uporablja kot orodje za spremljanje in preprečevanje v realnem času.

Tradicionalne metode genetske analize so običajno dolgotrajne, orodja za analizo pa niso na voljo zunaj specializiranih laboratorijev. Nedavno so bile razvite metode sekvenciranja celotnega genoma (WGS) za analizo dinamike prenosa bakterijskih patogenov, kar je pomagalo oceniti njihov potencial izbruha. To metodo bi lahko uporabili kot prvo orodje za boj proti patogenom, ki bi lahko ogrozili človeško življenje.

V nedavnem Klinične nalezljive bolezni Znanstveniki so razvili klinični potek dela WGS, ki lahko zazna dogodke prenosa patogenov, preden postanejo prevladujoči. Zato lahko ta metoda učinkovito preprečuje in nadzoruje okužbe ter pomaga razviti strategije za ustrezen odziv na izbruhe.

O študiju

Izolate MRSA, VRE, ESBL-E, na karbapenem odpornega Acinetobacter baumannii (CRAB) in enterobakterij (CPE), ki proizvajajo karbapenemazo, so pridobili iz hemokultur, cerebrospinalne tekočine, sterilnih mest in presejalnih vzorcev (npr. rektalnih brisov) iz treh velikih bolnišnic v Brisbanu v Avstraliji. Med 19. aprilom 2017 in 1. julijem 2021 je bilo iz sodelujočih bolnišnic pridobljenih skupno 2660 bakterijskih izolatov. Ti bakterijski patogeni so bili izolirani pri 2336 bolnikih, od katerih je 259 bolnikov zagotovilo več izolatov.

V tej študiji so vzorce zbirali tedensko, v povprečju 8 vzorcev na teden. Ti vzorci so bili podvrženi analizi WGS. WGS je prispeval k vzpostavitvi in ​​silico multi-locus sequence typing (MLST). Poleg tega je bilo izvedeno profiliranje genov odpornosti z uporabo prilagojenega cevovoda za genomsko analizo.

Dogodki domnevnega izbruha so bili določeni s primerjavo polimorfizmov enega nukleotida (SNP) jedra genoma. Ustrezni klinični podatki so bili analizirani skupaj s podatki genomske analize z avtomatizacijo po meri. Ti rezultati so bili zbrani s poročili za posamezne bolnišnice, ki so bila redno razdeljena ekipam za nadzor okužb.

Rezultati študije

Med skupnimi bakterijskimi izolati, sekvenciranimi v obdobju študije, je bilo 293 gram-negativnih bacilov MDR, 620 MRSA in 433 VRE. Kombinacija genomskih in epidemioloških podatkov je pomagala identificirati 37 grozdov, ki so morda nastali zaradi dogodkov prenosa v skupnosti in ne zaradi bolnišnic.

Podatki SNP osrednjega genoma so pokazali, da je 335 izolatov tvorilo 76 različnih skupin. Zanimivo je, da je bilo od 76 grozdov 43 povezanih s sodelujočimi bolnišnicami. Ta ugotovitev kaže na pojav stalnega prenosa bakterij v bolnišnicah. Preostalih 33 grozdov je bilo povezanih bodisi z dogodki medbolnišničnega prenosa bodisi z bakterijskimi sevi, ki krožijo v skupnosti.

Učinki na študije

Razpoložljivost pravočasnih poročil je ključnega pomena za razvoj učinkovitega programa spremljanja. Pomembno je, da bi trenutni protokol lahko zagotovil genomske podatke v 10 dneh po odvzemu vzorca. Pomembno je omeniti, da povprečni čas obdelave poročila 33 dni omejuje klinično pomembnost podatkov.

Nekateri dejavniki, povezani z dolgimi obdobji poročanja, vključujejo oviran transport vzorcev v osrednji laboratorij, pomanjkanje posebne ali namenske infrastrukture WGS na kraju samem in stalen razvoj analitičnih cevovodov. Kljub temu bi lahko te zamude zmanjšali s strukturno reorganizacijo in izboljšavami delovnega toka.

V tej študiji je metoda, ki temelji na WGS, pomagala identificirati dva domnevna prenosna grozda Ab1050-A1 in Eh90-A2, ki sta bila povezana s prejšnjimi izbruhi. Ta ugotovitev močno nakazuje, da je treba WGS uporabiti kot prospektivno nadzorno orodje za preprečevanje patogenih izbruhov.

Sklepi

Glavna omejitev te študije je, da je prospektivni program nadzora temeljil predvsem na bakterijah, odpornih na več zdravil. Zato drugi organizmi, ki povzročajo bolezni, občutljivi na antibiotike, v trenutni študiji niso bili upoštevani.

Čeprav je potek dela WGS in drugo ustrezno računalniško infrastrukturo težko integrirati v obstoječe sisteme zdravstvenega varstva, jih je pomembno vzpostaviti, da preprečimo prihodnje izbruhe. Objekt, ki temelji na WGD, lahko zmanjša skupne stroške zdravstvenega sistema.

Referenca:

• Förde, B. et al. (2022) „Klinische Implementierung der routinemäßigen Gesamtgenomsequenzierung zur Krankenhausinfektionskontrolle multiresistenter Krankheitserreger“, Clinical Infectious Diseases. doi: 10.1093/cid/ciac726. https://academic.oup.com/cid/advance-article/doi/10.1093/cid/ciac726/6691363?searchresult=1&login=false#google_vignette

.